日產(chǎn)5000噸水泥熟料生產(chǎn)線窯尾工藝設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上設(shè)計總說明水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一，使用廣、用量大，素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。自水泥投入工業(yè)生產(chǎn)以來，水泥窯的發(fā)展經(jīng)歷了立窯、干法中空窯、濕法窯、懸浮預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯五個階段。世界上用回轉(zhuǎn)窯煅燒水泥是在1884年，我國于1996年建成第一臺回轉(zhuǎn)窯。20世紀(jì)70年代初，國際上出現(xiàn)了窯外分解新技術(shù)，使入窯生料碳酸鹽的分解率從懸浮預(yù)熱器窯的30%左右提高到90%左右，減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，縮小了窯的規(guī)格，減少了單位建設(shè)投資，窯襯壽命延長，減少了大氣污染。20世紀(jì)90年代國際上以預(yù)分解燒成技術(shù)為主，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)各項裝備技術(shù)，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低熱耗和電耗，以提

2、高勞動生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，同時擴(kuò)大原燃料的適用范圍和減少粉塵及有害氣體的排放，保持可持續(xù)發(fā)展。我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平已與國際先進(jìn)水平相接近，但整體水平還存在較大差距。一方面，目前我國水泥熟料生產(chǎn)線的平均規(guī)模較小，水泥熟料生產(chǎn)工藝多樣，各種生產(chǎn)工藝與技術(shù)裝備水平之間差異較大。另一方面，新型干法水泥熟料的生產(chǎn)工藝中，技術(shù)與裝備水平參差不齊，既有達(dá)到世界先進(jìn)水平的生產(chǎn)線，也有一批規(guī)模較小的熟料生產(chǎn)線。這些規(guī)模較小的生產(chǎn)線的技術(shù)裝備水平仍然不高，各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也比較落后。因此，從突破性轉(zhuǎn)變到實現(xiàn)根本性轉(zhuǎn)變，還要付出長期艱苦的努力。根據(jù)國家制定的“十一五”計劃及2010年遠(yuǎn)

3、景目標(biāo)，今后我國水泥工業(yè)的發(fā)展方針是控制總量、調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高效益和注重環(huán)保。新增大中型新型干法窯生產(chǎn)能力5000萬噸，逐步淘汰年生產(chǎn)能力在4. 4萬噸及以下的立窯水泥廠，原則上不再建立窯生產(chǎn)線，鼓勵支持有實力的大水泥企業(yè)通過股份制及吸收外資等形式組建和發(fā)展大型企業(yè)集團(tuán)，積極消化吸收引進(jìn)的水泥技術(shù)裝各。大力支持發(fā)展2000t/d以上的(特別是4000t/d及以上)新型干法生產(chǎn)線。而5000 t/d熟料預(yù)分解生產(chǎn)線在我國各設(shè)計院技術(shù)已達(dá)成熟，很適合我國水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。目前，5000t/d熟料生產(chǎn)線已成為我國具普遍意義的設(shè)計課題之一。設(shè)計要求依據(jù)建廠資料設(shè)定目標(biāo)水泥產(chǎn)品，經(jīng)過配料計算、物料平衡計算

4、、主機(jī)設(shè)備選型和平衡計算、主要車間工藝設(shè)計、全廠工藝平面布置及繪圖等環(huán)節(jié)，重點進(jìn)行窯尾燒成車間的工藝設(shè)計。本設(shè)計的指導(dǎo)思想是：在給定建廠條件下，按照生產(chǎn)要求選用合理的生產(chǎn)工藝，通過合理的設(shè)備選型及較優(yōu)的配方，配合采用先進(jìn)合理的水泥工藝外加劑技術(shù)，以期生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)良的水泥產(chǎn)品。同時量力采用先進(jìn)的設(shè)計、新工藝、新技術(shù)與新設(shè)備，采用清潔的能源和原燃料，節(jié)省能源，提高資源的利用率，達(dá)到設(shè)備運(yùn)行順暢，優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的目的。本設(shè)計內(nèi)容分為兩大部分：一是設(shè)計說明書，二是設(shè)計圖紙。前者的主要內(nèi)容有：(1) 前言，主要概括國內(nèi)外水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，著重介紹預(yù)分解窯技術(shù)；(2) 原始資料及建廠條件；(3) 全廠工藝

5、流程規(guī)劃； (4)全廠平衡計算，包括配料計算、物料平衡計算、主機(jī)設(shè)備選型和計算、儲庫容量計算等；(5) 重點車間工藝計算，包括燒成車間基本流程、窯尾系統(tǒng)三大平衡（物料平衡、熱量平衡、煙氣平衡）計算、窯尾系統(tǒng)及附屬設(shè)備選型、燒成車間勞動定員編制等；(6)致謝；(7) 參考文獻(xiàn)。后者主要包括設(shè)計圖紙五張，其中全廠平面總圖一張，重點車間工藝圖四張。在本設(shè)計中，筆者查閱了大量中英文文獻(xiàn)，并前往濰坊山水水泥有限公司參觀實習(xí)，從理論和實踐上加深了對水泥工業(yè)生產(chǎn)的認(rèn)識，同時鍛煉了工廠工藝設(shè)計能力，強(qiáng)化了正確的設(shè)計理念，為以后從事相關(guān)工作和進(jìn)行理論研究奠定了基礎(chǔ)。摘要的頁碼不對Brief Introducti

6、on to the DesignCement materials is one of three fundamental building industry materials, it is widely used in the construction industry. Cement kilns has experienced five stages for development ,they are kiln, dry kiln, wet process kiln, suspension preheater kiln and precalcining kiln. Rotary kiln

7、has been used from 1884 and appeared in 1996 in our country. In early 1970s, new precalcining technology appeared, which increased the efficiency of decomposition of the carbonate suspension preheater kiln from about 30% to 90%. It reduced the burning kiln with a heat load, reduced the specification

8、s and the unit capital investment of the kiln, increased the kiln lining life expectancy, and reduced air pollution. In 1990s, pre-firing technology further developed to optimize the system decomposition of the various equipment and technology, increase productivity and quality, reduce heat consumpt

9、ion and power consumption, to increase labor productivity, lower costs, increase economic benefits, while expanded the application of the original fuel range and reduced dust and harmful gas emissions, to maintain sustainable development.China's new dry cement production technology and equipment

10、 level is close to international advanced level, but there is still a wide gap between the overall levels. On the one hand, there are many disadvantages with the current cement clinker production line in China. On the other hand, new dry process cement clinker production process, technology and equi

11、pment level are uneven. Therefore, we should pay a long and arduous effort to achieve a breakthrough to a fundamental change.According to the development of the "Eleventh Five-Year Plan" and the 2010 vision for the future development, China's cement industry policy is to control the vo

12、lume, adjust the structure, increase efficiency and focus on environmental protection. The government phases out the the shaft kiln cement plant whose annual production capacity at 44,000 tons and below, then in principle stop the establishment of shaft kiln production lines, encourage and support s

13、trong and large cement enterprises through joint-stock form of foreign capital formation and development of large enterprise groups, active absorption of technology equipment imported cement. China's cement industry policy strongly supports the development of above 2000t/d (especially 4000t/d an

14、d above) dry process production line. The 5000 t/d clinker production line of pre-decomposition of the design institutes in China has reached a mature technology, it is suitable for the development of China's cement industry status.Currently, 5000t/d clinker production line has become one of uni

15、versal design topics. Design requirements set targets based on cement plant information products. Then it includes burden calculation, the material balance calculation, the host equipment selection and balance calculation, the main plant process design, the whole plant layout and graphics technology

16、 and other sectors, concentrating on the design process kiln firing workshop. The design guidelines are: under the conditions of a given plant, select an appropriate production process in accordance with production requirements, through the rational and optimum equipment selection formula, with the

17、use of advanced technology and reasonable cement additive process to produce good quality of cement products. At the same time as more as possiblely use advanced design, new processes, new technology and new equipment, the use of clean energy and raw fuel, save energy, improve resource utilization,

18、to achieve high quality and high purpose and make the equipments go smoothly.The design includes design specifications and design drawings. Design specification of the main contents are: (1) Introduction (2) raw data and building conditions; (3) the whole plant planning process; (4) the whole plant

19、balance calculation; (5) workshop for key terms; (6) Thanks; (7) Appendix. Design drawings, including design drawings 5, which includes a full factory flat overall and emphasis workshop process figure 4.In graduation practice to inspect a lot of literature in both Chinese and English, internship in

20、the Weifang Shanshui Cement Corporation for a week, I obtained the attitude of linking theory with reality, and achieved seriously completion of this design. Meanwhile it enhances the understanding of industrial production of cement, as well as the plant process design exercise capacity, strengthens

21、 the right design theory. It will found a good foundation for my work and theoretical research in the future.目 錄致謝64參考文獻(xiàn)65 目錄中的3和4位置不對吧？1 前言水泥，即磨細(xì)成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿體，既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能將砂、石等散粒或混合料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料1。水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一，使用廣、用量大，素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱2。自水泥投入工業(yè)生產(chǎn)以來，水泥窯的發(fā)展經(jīng)歷了立窯、干法中空窯、濕法窯、懸浮預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯五個階段。

22、國際上，預(yù)分解窯技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代初。該技術(shù)即在帶預(yù)熱器窯上增設(shè)一個分解爐，使燃料燃燒的放熱過程與生料碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐中以懸浮狀態(tài)或流態(tài)化狀態(tài)下極迅速地進(jìn)行，使入窯生料碳酸鹽的分解率從懸浮預(yù)熱器窯的30%左右提高到90%左右，減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，縮小了窯的規(guī)格，減少了單位建設(shè)投資，窯襯壽命延長，減少了大氣污染3。20世紀(jì)90年代國際上以預(yù)分解燒成技術(shù)為主，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)各項裝備技術(shù)，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低熱耗和電耗，以提高勞動生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，同時擴(kuò)大原燃料的適用范圍和減少粉塵及有害氣體的排放，保持可持續(xù)發(fā)展4。新型干法水泥生產(chǎn)，是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解

23、技術(shù)為核心，把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)最新成就，例如原料礦山計算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)化開采，原料預(yù)均化，生料均化，擠壓粉磨，新型耐熱、耐磨、耐火、隔熱材料以及IT技術(shù)等廣泛應(yīng)用于水泥干法生產(chǎn)全過程，使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護(hù)要求和大型化、自動化、科學(xué)管理特征的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法。與傳統(tǒng)的干法、半干法、濕法水泥生產(chǎn)相比，新型干法水泥生產(chǎn)具有均化、節(jié)能、環(huán)保、自動控制、長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)和科學(xué)管理六大保障體系。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)代表著當(dāng)今世界水泥生產(chǎn)的潮流，其生產(chǎn)能力已達(dá)到世界水泥生產(chǎn)能力的60%5、6。我國水泥工業(yè)正經(jīng)歷著從以立窯生產(chǎn)為主向以新型干法回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)為主的歷史性轉(zhuǎn)變

24、。我國所說的新型干法窯是對懸浮預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯的總稱。新型干法生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)如圖1.1。圖1.1 新型干法生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)50多年來，伴隨著預(yù)分解窯的誕生與發(fā)展，新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展愈加成熟，同時新型干法水泥技術(shù)向水泥生產(chǎn)全過程發(fā)展。隨著預(yù)分解技術(shù)日趨成熟，各種類型的懸浮預(yù)熱器與名種不同的預(yù)分解方法相結(jié)合，發(fā)展成為許多類型的預(yù)分解窯。并形成預(yù)分解窯旋風(fēng)筒-換熱管道-分解爐-回轉(zhuǎn)窯-篦冷機(jī)（簡稱筒-管-爐-窯-機(jī)）以及擠壓粉磨和同它們配套的耐熱、耐磨、耐火、隔熱材料，自動控制，環(huán)保技術(shù)等全面發(fā)展和提高，使新型干法水泥生產(chǎn)的各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到進(jìn)一步提高，生產(chǎn)工藝得到進(jìn)一步優(yōu)化，環(huán)境負(fù)荷進(jìn)一步

25、降低，并且成功研發(fā)降解利用各種替代原燃料及廢棄物技術(shù)，以新型干法生產(chǎn)為切入點和支柱，水泥工業(yè)向生態(tài)環(huán)境材料型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型3、7。根據(jù)國家制定的“十一五”計劃及2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)，今后我國水泥工業(yè)的發(fā)展方針是控制總量、調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高效益和注重環(huán)保。新增大中型新型干法窯生產(chǎn)能力5000萬噸，逐步淘汰年生產(chǎn)能力在4. 4萬噸及以下的立窯水泥廠，原則上不再建立窯生產(chǎn)線，鼓勵支持有實力的大水泥企業(yè)通過股份制及吸收外資等形式組建和發(fā)展大型企業(yè)集團(tuán)，積極消化吸收引進(jìn)的水泥技術(shù)裝各。大力支持發(fā)展2000t/d以上的(特別是4000t/d及以上)新型干法生產(chǎn)線。而5000 t/d熟料預(yù)分解生產(chǎn)線在我國各設(shè)計院技術(shù)已

26、達(dá)成熟，很適合我國水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。目前，國家正大力提高現(xiàn)有新型干法水泥工藝技術(shù)和裝備制造水平，著重優(yōu)化主流型、經(jīng)濟(jì)型50006000t/d生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，加快開發(fā)10000t/d規(guī)模的大型國產(chǎn)化生產(chǎn)線，重點在于開發(fā)高效率的熟料燒成系統(tǒng)與高效節(jié)能的粉磨設(shè)備、新一代蓖篦式冷卻機(jī)、大型高效收塵設(shè)備以及綜合優(yōu)化在線控制技術(shù)與裝備等。新世紀(jì)我國水泥工業(yè)將沿著“由大變強(qiáng)，靠新出強(qiáng)”的可持續(xù)發(fā)展道路前進(jìn)，也只有這樣才能提升我國水泥工業(yè)水平，把我國建設(shè)成為一個水泥強(qiáng)國，而不僅僅是一個水泥生產(chǎn)大國。2 設(shè)計基礎(chǔ)2.1 設(shè)計題目設(shè)計題目： 5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾工藝設(shè)計2.2 相關(guān)數(shù)據(jù)2.2.1

27、 原、燃料化學(xué)成分原、燃料化學(xué)成分如表2.1所示。表2.1 原、燃料化學(xué)成分名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石41.642.870.880.4951.381.82砂巖4.5479.155.582.813.041.30粉煤灰6.2254.0027.274.962.711.73鐵粉3.0023.102.3551.9314.611.68煤灰56.2227.465.345.570.802.2.2 原、燃料水分原、燃料水分如表2.2所示。表2.2 原、燃料水分原料石灰石砂巖粉煤灰鐵粉礦渣石膏煙煤天然水分/%0.92.84.35.526.391.155.772.2.3 煙煤的工業(yè)分

28、析煙煤的工業(yè)分析如表2.3所示。表2.3 煙煤燃料組成的工業(yè)分析WfAfVfCfQfDw（kJ/kg）1.64 23.83 25.99 49.09 23640.00 2.2.4 煙煤的元素分析煙煤的元素分析如表2.4所示。 表2.4 煙煤燃料組成的元素分析CyHyOyNySyAyWy59.774.177.151.600.2422.684.599.992.3 建廠條件2.3.1 建廠地點及自然條件（1） 建廠地點：山東某市郊區(qū)（2） 廠區(qū)地形：平坦，地上無建筑物（3） 氣溫：最高40.2；最低-12.9；月平均最高27.2；最低2.8（4） 降雨量：年總降水量757mm；最大日降雨量：128mm

29、（5） 風(fēng)頻：主導(dǎo)風(fēng)向：西南；平均風(fēng)速：2.4m/s（6） 地耐力：>25t/m²2.3.2 主要建廠條件（1） 交通運(yùn)輸條件：離鐵路干線較近、公路交通方便（2） 原材料：石灰石：礦山距廠區(qū)3km，儲量豐富，成分穩(wěn)定；砂巖：礦山距廠區(qū)5km，儲量豐富，成分穩(wěn)定；鐵粉：山東某鐵廠；石膏：山東新汶；礦渣：濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)；煙煤：山東棗莊（3） 水源：充足（4） 電源：充足，可穩(wěn)定供電3.全廠平衡計算3.1 全廠生產(chǎn)規(guī)模3.1.1 生產(chǎn)規(guī)模 日產(chǎn)水泥熟料5000噸。3.1.2 產(chǎn)品品種 42.5普通硅酸鹽水泥50%，礦渣摻量10%；32.5礦渣硅酸鹽水泥，礦渣摻量30%。3.2 配料計算

30、3.2.1 配料計算熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料進(jìn)行配料計算，以求出符合要求熟料組成的原料配合比。配料計算的依據(jù)是物料平衡，即反應(yīng)物的量等于生成物的量。熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料進(jìn)行配料計算，求出符合熟料組成的原料配合比。生料配料計算方法繁多，有代數(shù)法、圖解法、嘗試誤差法（包括遞減試湊法、累加試湊法）、礦物組成法、最小二乘法等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子計算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸普及到各個領(lǐng)域，配料計算亦可借助計算機(jī)進(jìn)行。本配料計算采用遞減試湊法。原燃料成分和煤的工業(yè)分析見表2.1、表2.3。本配料計算如下：(1) 確定熟料組成我國目前采用的是石灰飽和系數(shù)KH、硅率SM和鋁率IM三個率值。為

31、使熟料既順利燒成，又保證質(zhì)量，保持礦物組成穩(wěn)定，應(yīng)根據(jù)各廠的原料、燃料和設(shè)備等具體條件來選擇三個率值，使之互相適當(dāng)配合，不能單獨(dú)強(qiáng)調(diào)某一率值。通常，不能三個率值同時都高，或同時都低8。本設(shè)計采用新型干法生產(chǎn)，預(yù)分解窯生料預(yù)熱好，分解率高，另外，由于單位產(chǎn)量窯筒體散熱損失少，以及耗熱量最大的碳酸鹽分解帶已移到窯外，因此窯內(nèi)氣流溫度高，為了有利于掛窯皮和防止結(jié)皮、堵塞、結(jié)大塊，目前趨于低液相量的配料方案。我國大型預(yù)分解窯大多采用高硅率、高鋁率、中飽和比的配料方案。根據(jù)新型干法窯的生產(chǎn)實踐，建議為：KH：0.89±0.02，SM：2.6±0.2，IM：1.6±0.2。因

32、而本設(shè)計選取率值 KH=0.89±0.02，SM=2.6±0.1，IM=1.6±0.1。本設(shè)計中取單位熟料熱耗q=3200kJ/kgsh。(2) 計算煤灰摻入量 (3.1)式中 GA熟料中煤灰摻入量，%；q單位熟料熱耗，kJ/kgsh；Ay煤的應(yīng)用基灰分含量，%；S煤灰沉落率，% ；有電收塵時，S=100%；Qydw煤的應(yīng)用基低熱值，kJ/kg煤。(3) 計算要求熟料的化學(xué)成分為熟料中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四種氧化物的總量估計值，設(shè)=96.0%。 Fe2O3 = ÷(2.8KH+1)(IM+1) ×SM+2.65IM+1.35

33、 = 3.25% Al2O3 = IM×Fe2O3 = 5.22% SiO2 = SM(Al2O3+Fe2O3) = 22.05% CaO = -( Fe2O3+ Al2O3+ SiO2) =65.52% 其它 = 100%-96.0% = 4.00%，其中MgO=2.00%(4) 遞減試湊配合比熟料中的各化學(xué)成分，減掉煤灰?guī)氲某煞?，便是?yīng)由各原料提供的成分。將遞減試湊法所用步驟和公式制成Excel電子表格形式，調(diào)整各原料配合比至各成分與要求量非常接近為止，見表3.1。表3.1 遞減試湊法配料計算遞減步驟摻配質(zhì)量(Kg)SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (

34、%)MgO (%)備注（各原料的差額/Kg)要求的熟料成分22.15 5.16 3.22 64.81 2.74 煤灰3.20 1.80 0.87 0.17 0.18 0.02 差值120.35 4.29 3.05 64.63 2.72 石灰石123.88 3.94 1.09 0.42 63.53 2.25 126.04 差值216.41 3.20 2.63 1.11 0.46 粉煤灰9.17 4.97 2.41 0.44 0.18 0.15 30.28 差值311.44 0.79 2.19 0.93 0.31 鐵粉3.65 0.84 0.06 1.84 0.56 0.06 4.36 差值410

35、.60 0.73 0.36 0.37 0.25 砂巖13.51 10.53 0.81 0.36 0.31 0.17 13.60 差值0.07 -0.08 -0.01 0.06 0.08 由表4.1可看出各熟料成分已與要求成分非常接近，通過表中的摻配質(zhì)量便可以得出各原料質(zhì)量比以及配合比。(5) 生、熟料化學(xué)成分生料、熟料化學(xué)成分見表3.2。表3.2 生料、熟料化學(xué)成分名稱原料配合比(%)Loss (%)SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)合計(%)石灰石82.47 34.25 2.62 0.73 0.28 42.29 1.50 81.67 粉煤灰6.1

36、0 0.49 3.31 1.61 0.29 0.12 0.10 5.97 鐵粉2.43 0.09 0.56 0.04 1.22 0.37 0.04 2.33 砂巖8.99 0.58 7.01 0.54 0.24 0.21 0.12 8.69 煤灰3.20 1.80 0.87 0.17 0.18 0.02 3.05 生料100.00 35.40 13.50 2.91 2.04 42.99 1.76 98.66 灼燒生料100.00 20.90 4.50 3.15 66.56 2.72 99.40 熟料100.00 22.03 5.23 3.22 64.60 2.66 99.27 (6) 校驗熟料

37、率值KH = (CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3) /(2.8SiO2) = 0.89SM = SiO2/(Al2O3+Fe2O3) = 2.61IM = Al2O3/Fe2O3 = 1.62可見，各率值均符合要求，可以按此配料進(jìn)行工藝計算。(7) 濕物料的配合比重量比：濕石灰石=82.47/(100-0.8)×100=83.14濕砂巖=8.99/(100-2.6)×100=9.23濕粉煤灰=6.10/(100-7.3)×100=6.58濕鐵粉=2.43/(100-5.4)×100=2.57百分比：濕石灰石=83.14/101.52

38、5;100=81.90濕砂巖=9.23/101.52×100=9.09濕粉煤灰=6.58/101.52×100=6.48濕鐵粉=2.57/101.52×100=2.533.3 全廠物料平衡計算3.3.1 物料平衡計算在設(shè)計中的作用物料平衡計算是以生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、工藝流程、工藝參數(shù)及生產(chǎn)班制為基礎(chǔ)，對工廠生產(chǎn)過程中各工序物料量的一種近似計算方法。通過物料平衡計算可以解決下列問題：(1) 計算從原料進(jìn)廠至成品出廠各工序所需處理的物料量，作為確定車間生產(chǎn)任務(wù)、設(shè)備選型及人員編制的依據(jù)。(2) 計算各種原料、輔助材料及燃料需要量，作為總圖設(shè)計中確定運(yùn)輸量、運(yùn)輸設(shè)備和計

39、算各種堆場、料倉面積的依據(jù)。(3) 計算水、電和勞動力的需要量，確定原材料、燃料等的單位消耗指標(biāo)，作為公用設(shè)計和計算產(chǎn)品成本等的依據(jù)。3.3.2 物料平衡計算窯的熟料產(chǎn)量是物料平衡的計算基準(zhǔn)。當(dāng)工廠規(guī)模以水泥年產(chǎn)量表示時，取熟料年產(chǎn)量為基準(zhǔn)；當(dāng)工廠規(guī)模以熟料日產(chǎn)量表示時，取熟料周產(chǎn)量為基準(zhǔn)。采用前一基準(zhǔn)進(jìn)行物料平衡計算的方法稱為年平衡法，采用后一基準(zhǔn)進(jìn)行計算的方法稱為周平衡法9。本設(shè)計采用周平衡法，本設(shè)計任務(wù)是5000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)。a. 窯型：本設(shè)計選擇4.8×74M回轉(zhuǎn)窯。b. 產(chǎn)量標(biāo)定： 運(yùn)用經(jīng)驗公式驗證窯的產(chǎn)量11：由天津水泥設(shè)計研究院公式： 根據(jù)南京水

40、泥工業(yè)設(shè)計研究院統(tǒng)計分析結(jié)果，窯徑為3.756.2m時，熟料產(chǎn)量為250013000t/d。公式： 根據(jù)窯內(nèi)物料的負(fù)荷率反求計算： （3.2）式中 窯內(nèi)物料負(fù)荷率，當(dāng)斜度為4%時，一般為10%；M窯的小時產(chǎn)量t/h,待求； Di窯的有效內(nèi)徑；Vm物料在窯內(nèi)運(yùn)行的速度，Vm =L/（60）=0.035（m/s），為物料在窯內(nèi)停留時間，取35min；R燃燒每千克熟料所需窯內(nèi)物料量，kg/(kgcl)R=(Ks-0.55×)+1/2=1.02025kg/(kgcl)；表觀分解率(預(yù)分解窯的表觀分解率為0.850.95，取0.95），Ks為生料料耗，1.563；m 窯內(nèi)物料平均容重，/m3，

41、m =(生料+熟料)/2=(0.9+1.2)/2=1.05(kg/)。所以，當(dāng)=10%時，由 知M=234.5 (t/h) Gd=M×24=5630(t/d)另考察廠家生產(chǎn)實例見表3.310。表3.3 廠家設(shè)備及生產(chǎn)能力廠名設(shè)計能力（t/d）回轉(zhuǎn)窯規(guī)格(m)實際產(chǎn)量(t/d)美國Colorado50005.2×705400銅陵海螺50004.8×745200韓國三星50004.8×805500華新水泥廠50004.75×745800綜合以上幾方面，結(jié)合本設(shè)計原、燃料條件，標(biāo)定窯的熟料產(chǎn)量為5630t/d、，即234.5t/h。由反求計算和新型干

42、法水泥熟料生產(chǎn)廠家選型實例可知，選定4.874M窯型能達(dá)到設(shè)計要求。(1) 燒成車間生產(chǎn)能力和工廠生產(chǎn)能力的計算1)窯的臺數(shù) (3.3)式中 n窯的臺數(shù)；Qd要求的熟料日產(chǎn)量，t/d；Qh1所選窯的標(biāo)定臺時產(chǎn)量， t /臺h；24每日小時數(shù)。2) 計算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力 目前水泥熟料燒成設(shè)備主要有回轉(zhuǎn)窯與立窯兩大類。由于立窯的產(chǎn)品質(zhì)量波動較大，能耗高，因而在水泥工業(yè)中所占比重日益減少，帶之而起的是新型干法懸浮預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯。我國已經(jīng)明確發(fā)展干法窯生產(chǎn)，新建大中型廠多采用預(yù)分解窯，故本設(shè)計采用預(yù)分解窯。熟料小時產(chǎn)量: Qh=5000/24=208.34（t/h）熟料日產(chǎn)量: Qd=5000（

43、t/d）熟料周產(chǎn)量: Qw=7 Qd=7×5000=35000（t/w）3) 計算水泥的生產(chǎn)能力本設(shè)計生產(chǎn)水泥熟料5000噸，42.5普通硅酸鹽水泥50%，礦渣摻量10%；32.5礦渣硅酸鹽水泥，礦渣摻量30%。據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，32.5礦渣硅酸鹽水泥中礦渣摻加量最多為20%30%12。設(shè)總共生產(chǎn)水泥x噸，42.5普通硅酸鹽水泥用熟料y噸，則32.5礦渣水泥用熟料（5000-y）噸。由石膏摻入量取5%，列方程： 解之得：。即總共生產(chǎn)水泥6666噸水泥，其中生產(chǎn)42.5普通硅酸鹽水泥用熟料2833噸，占56.7%；32.5礦渣水泥用熟料2167噸,占43.3%。其中，42.5普通硅酸鹽水泥：

44、水泥小時產(chǎn)量: =134.81（t/h） 水泥日產(chǎn)量: Gd=24×Gh=3235.34（t/d）水泥周產(chǎn)量: Gw=168×Gh=22648.08（t/w）32.5礦渣水泥：水泥小時產(chǎn)量: Gh= 水泥日產(chǎn)量: Gd=24×Gh=3230.88（t/d）水泥周產(chǎn)量: Gw=168×Gh=22616.16（t/w）式中 d水泥中石膏的摻入量,一般為3%5%，取5%；e142.5普通硅酸鹽水泥中礦渣的摻入量，取10%；e232.5普通硅酸鹽水泥中礦渣的摻入量，取30%；p水泥的生產(chǎn)損失,可取為3%5%，取3%。(2) 原、燃材料消耗定額的計算原料消耗定額1

45、) 考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料理論消耗量：式中 KT干生料理論消耗量，t/t熟料；I干生料的燒失量，%；S煤灰摻入量，以熟料百分?jǐn)?shù)表示，%。2) 考慮生產(chǎn)損失時，1t熟料的干生料消耗定額： 式中 KT干生料消耗量，t/t熟料；P生生料的生產(chǎn)損失，一般35%，取3%。3) 各種干原料消耗定額：K原=K生x式中 K原某種干原料的消耗定額，t/t熟料；x干生料中該原料的配合比，%。則 K石灰石=K生×82.47%=1.546×82.47%=1.275(t/tsh)K砂巖=K生×8.99%=1.546×8.99%=0.139(t/tsh)K粉煤灰=K生&#

46、215;6.10%=1.546×6.10%=0.094(t/tsh)K鐵粉=K生×2.43%=1.546×2.43%=0.038(t/tsh)4) 含天然水分的濕物料消耗定額：式中 K濕、K干分別表示濕物料、干物料消耗定額，t/tsh；w0該濕物料的天然水分，%.則 (3) 石膏消耗定額1) 干石膏消耗定額 = =0.070(t/tsh)式中 Kd干石膏消耗定額，t/tsh；d分別表示水泥中石膏的摻入量，%;e分別表示水泥中混合材的摻入量，%;2) 換算為濕石膏消耗定額 (3.4)(4) 混合材消耗定額1) 干礦渣消耗定額 = =0.267(t/tsh) (3.5

47、)式中 Ke干混合材消耗定額，t/tsh。2) 換算為濕礦渣消耗定額Ke,濕=(5) 燒成用煤消耗定額1) 燒成用干煤消耗定額： 式中 Kf1燒成用干煤消耗定額，t/tsh；Q熟料燒成熱耗，kJ/kgsh；干煤低位熱值，kJ/kg干煤；煤的生產(chǎn)損失，一般取3%。2) 換算為濕煤(6) 烘干用煤消耗定額1) 烘干用干煤消耗定額： 式中 Kf2烘干用干煤消耗定額，t/t熟料； Ke,濕濕礦渣消耗定額；w1、w2分別表示烘干前、后物料的含水量，%；q烘蒸發(fā)1Kg水分的耗熱量，kJ/kg水分，由于采用中卸烘干磨，石灰石、砂巖、粉煤灰、鐵粉都無需另外烘干，石膏、煤也可以考慮充分利用窯尾廢氣余熱烘干，所以

48、，只需烘干礦渣。參考烘干機(jī)熱工指標(biāo)，對于礦渣，q烘為4750。2) 換算為濕煤將各種物料消耗定額乘以燒成系統(tǒng)生產(chǎn)能力，可求出各種物料的需要量。計算結(jié)果匯總成物料平衡表見表3.4：表3.4物料平衡表物料名稱天然水分/%生產(chǎn)損失/%消耗定額（t/tsh）物料平衡量（t）干料含天然水分料干 料含天然水分料hd周hd周石灰石0.831.2751.285265.625637544625267.708642544975砂巖2.630.1390.14328.958695486529.7927155005粉煤灰7.330.0940.10119.583470329021.0425053535 鐵粉5.430.0

49、380.0407.91719013308.3332001400生料31.5461.569322.083773054110326.875784554915石膏1.190.0700.07214.5833502450153602520礦渣26.430.2670.36355.6251335934575.625181512705熟料208.33500035000水泥3277.75666646662燒成用煤5.8030.1370.14528.54685479530.2087255075烘干用煤5.8030.0190.0203.958956654.167100700燃煤合計5.8030.1560.1653.

50、500780546034.37582557753.4 全廠主機(jī)平衡計算工藝設(shè)備的選型和計算也是工廠設(shè)計的重要組成部分之一。工藝設(shè)備按照性質(zhì)可分為機(jī)械設(shè)備和熱工設(shè)備，按照用途又可分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備。工藝設(shè)備選型和計算的任務(wù)是：根據(jù)配方、生產(chǎn)性質(zhì)、產(chǎn)量大小和工藝流程選擇設(shè)備的型式，然后確定設(shè)備的規(guī)格大小，最后根據(jù)各工序的加工量和設(shè)備的生產(chǎn)能力進(jìn)行計算，確定所需設(shè)備臺數(shù)。3.4.1 主機(jī)設(shè)備的確定水泥廠主機(jī)設(shè)備的選型計算叫主機(jī)平衡，主機(jī)平衡即在物料平衡計算(年平衡量或周平衡量)和選定車間工作制度的基礎(chǔ)上，計算各車間主機(jī)要求的生產(chǎn)能力（要求主機(jī)小時產(chǎn)量），為選定各車間主機(jī)的型號、規(guī)格和臺數(shù)提供依據(jù)

51、13。本設(shè)計采用周平衡法：根據(jù)車間工作制度,定出主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)，并根據(jù)物料周平衡量，求出該主機(jī)要求的小時產(chǎn)量。計算公式為： (3.6)式中 GH要求主機(jī)的小時產(chǎn)量，t/h；物料周平衡量，t/周；H主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)，見表3.5。表3.5 水泥廠主機(jī)周轉(zhuǎn)小時數(shù)主機(jī)名稱每日運(yùn)轉(zhuǎn)時間（h/d）每周運(yùn)轉(zhuǎn)時間（ h/周）生產(chǎn)周制（d/周）生產(chǎn)班制石灰石破碎機(jī)11666每日兩班，每班5.5h生料磨221547每日兩班，每班11h窯241687每日三班，每班8h煤磨211477每日三班，每班7h水泥磨241687每日三班，每班8h回轉(zhuǎn)烘干機(jī)211477每日三班，每班7h包裝機(jī)161127每日兩班，每班8

52、h注：1、每日運(yùn)轉(zhuǎn)時間為24h者，按每日三班，每班8h計算；每日運(yùn)轉(zhuǎn)為22h者，是按扣除每班檢修時間2h計算。2、生產(chǎn)班制一欄，每班67h是指主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)，已扣除每班檢修時間12h13。(1) 破碎機(jī)選型進(jìn)入工廠的天然礦物原料，一般具有較大的塊度（如石灰石、石膏、粘土等），需對其進(jìn)行破碎，以適應(yīng)下一道工序?qū)ξ锪狭６鹊囊蟆?1) 石灰石破碎機(jī) 生產(chǎn)班制：每周工作6d，每天2班，每班5.5h。 根據(jù)產(chǎn)量要求，選擇PCF2022單段錘式破碎機(jī)，臺時產(chǎn)量800t/h 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速300r/min，轉(zhuǎn)子尺寸：2018×227mm，轉(zhuǎn)子重：35.875t最大進(jìn)料粒度：100×1000&

53、#215;1500mm，出料粒度：75mm 占90% 確定臺數(shù)： ，取n=1核算每周實際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)： 2) 石膏破碎機(jī) 生產(chǎn)班制：每周工作6天，每天一班，每班6小時。根據(jù)產(chǎn)量要求，選擇1250×1000反擊式破碎機(jī)，臺時產(chǎn)量4080t/h最大進(jìn)料粒度250mm，出料粒度50mm，電動機(jī)功率95kW確定臺數(shù) ，取n=1核算每周實際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù): 3) 砂巖破碎機(jī)生產(chǎn)班制：每周工作6天，每天三班，每班8小時。根據(jù)產(chǎn)量要求，選擇1250×1000反擊式破碎機(jī)，臺時產(chǎn)量4080t/h最大進(jìn)料粒度250mm，出料粒度50mm電動機(jī)功率95kW確定臺數(shù)： ，取n=1核算每周實際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)： (2) 烘干機(jī)選型在水泥干法生產(chǎn)工藝中，各種含水的物料一般都要進(jìn)行烘干才能保證粉磨正常工作。入磨物料的水分，對磨機(jī)產(chǎn)量、出磨物料的質(zhì)量及磨機(jī)的操作都有較大影響（烘干磨除外）。烘干系統(tǒng)可分為兩種：一種是烘干磨，即物料在粉磨過程中同時進(jìn)行烘干，另一種是用單獨(dú)